智能變電站繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

賈 磊

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

0 引 言

近年來(lái)，大量智能變電站投入運(yùn)行，而新技術(shù)的應(yīng)用給繼電保護(hù)帶來(lái)了一些新風(fēng)險(xiǎn)。只有分析智能變電站繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，才能知道可能導(dǎo)致繼電保護(hù)失效的原因與途徑，進(jìn)而針對(duì)重要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)把控，保障智能變電站繼電保護(hù)安全可靠運(yùn)行。

1 繼電保護(hù)信息傳遞模式

智能變電站的采樣模式與傳統(tǒng)站有所不同，采自電壓/電流互感器的電壓電流模擬量經(jīng)由合并單元被轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，通過(guò)光纜以SV報(bào)文的形式傳遞給保護(hù)裝置和交換機(jī)（部分設(shè)備通過(guò)交換機(jī)獲取采樣值）[1-2]。采樣值不再通過(guò)電纜直采，故需要進(jìn)行同步，還需要依靠外部時(shí)鐘實(shí)行同步對(duì)時(shí)。

以往的開(kāi)入開(kāi)出量以GOOSE報(bào)文的形式在交換機(jī)、保護(hù)裝置與智能終端之間互相傳遞。保護(hù)裝置的跳閘指令不再直接跳開(kāi)開(kāi)關(guān)，而是先將GOOSE跳閘指令發(fā)給智能終端，在智能終端出口壓板投入的情況下再跳開(kāi)開(kāi)關(guān)。

智能站相較于傳統(tǒng)變電站而言，繼電保護(hù)的運(yùn)行模式、通信模式以及動(dòng)作方式等方面都發(fā)生了巨大改變，簡(jiǎn)單概括有以下幾點(diǎn)[3]。

（1）裝置間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息。光纜取代電纜成為信息傳遞的主要載體。大部分的信息通過(guò)交換機(jī)直接傳遞，相較于傳統(tǒng)站，更依賴網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與可靠性。

（2）數(shù)字量取代模擬量。以往電纜傳遞的模擬量，現(xiàn)除了部分500 kV的保護(hù)設(shè)備仍然使用模擬量，大部分保護(hù)都采用經(jīng)由合并單元的數(shù)字量。智能站中各IED相較于傳統(tǒng)站增加了數(shù)字解碼、信號(hào)濾波等功能。

（3）全站統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建模。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，全站數(shù)字化信息采用統(tǒng)一的IEC-61850-2標(biāo)準(zhǔn)建模。

（4）部分硬壓板被軟壓板取代。為了實(shí)現(xiàn)智能化要求，原有的一部分硬壓板被發(fā)送發(fā)出軟壓板取代，僅保留了出口硬壓板（位于智能終端上）和各設(shè)備上的檢修壓板。

2 站內(nèi)信息交互途徑

智能站內(nèi)繼電保護(hù)信息進(jìn)行交互主要通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn)[4]。

（1）信息通過(guò)光纖在交互機(jī)與保護(hù)裝置間傳遞。光纖連線的唯一性與交換機(jī)的正確配置保證了數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性。

（2）站內(nèi)SV/GOOSE的連接全部由SCD文件定義。SCD文件內(nèi)配置了各信息的接收方與發(fā)送方。

（3）軟壓板與控制字限制了保護(hù)內(nèi)信息的傳遞。當(dāng)GOOSE發(fā)送/接收壓板被投入，GOOSE報(bào)文才會(huì)被發(fā)送/接收；當(dāng)SV接收壓板被投入，裝置才能獲得采樣值。

（4）檢修壓板的存在給信息的傳遞設(shè)置了一道“閘門(mén)”，只有同樣投入檢修壓板的設(shè)備，才能互相交互信息。

（5）裝置需要檢測(cè)報(bào)文的有效性（如是否數(shù)據(jù)同步等）后，才會(huì)應(yīng)用報(bào)文。

信息交互途徑的可靠性決定了繼電保護(hù)的可靠性。以上幾點(diǎn)存在任何問(wèn)題，都有可能導(dǎo)致繼電保護(hù)失效，因此需要從中間分析可能存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

3 智能變電站繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

對(duì)站內(nèi)信息交互途徑中可能存在導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)運(yùn)行失效的原因進(jìn)行分析[5]。

（1）網(wǎng)絡(luò)接線問(wèn)題、配置問(wèn)題與通信問(wèn)題，均可能導(dǎo)致繼電保護(hù)失效。具體存在以下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：光纖接線錯(cuò)誤、光纖損耗過(guò)大、網(wǎng)卡故障、遭遇網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)速率低于鏡像速率。

（2）SCD中定義的虛端子可能存在定義錯(cuò)誤或接線錯(cuò)誤，而錯(cuò)誤的虛端子接線有可能導(dǎo)致保護(hù)不動(dòng)作或者誤動(dòng)作，危害極大。但是，SCD文件由廠家配置，配置存在問(wèn)題的情況也頻有發(fā)生。具體存在以下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：SCD文件通信配置參數(shù)出錯(cuò)、裝置的單網(wǎng)或雙網(wǎng)模式設(shè)置錯(cuò)誤、虛端子的模型版本出錯(cuò)、虛端子連接錯(cuò)誤、虛端子虛接漏接、舊虛端子連接誤修改、SCD文件改動(dòng)前后內(nèi)容定義錯(cuò)誤以及技術(shù)人員模型定義錯(cuò)誤。

（3）軟壓板不像硬壓板有明顯可見(jiàn)的開(kāi)斷點(diǎn)，運(yùn)維人員投退壓板時(shí)存在漏投甚至錯(cuò)投的情況。此外，由于對(duì)智能站的不熟悉，存在沒(méi)有投入/恢復(fù)檢修壓板的情況，造成保護(hù)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作。基于檢修壓板與接收/發(fā)送軟壓板相互配合的隔離措施，存在形成漏隔離或者誤隔離的可能性，會(huì)造成信息交互失敗或者接收不必要信息。具體存在以下風(fēng)險(xiǎn)：軟壓板投退錯(cuò)誤、壓板下裝錯(cuò)誤、忽略定值修改確認(rèn)信息、安措恢復(fù)時(shí)遺漏檢修壓板、調(diào)試后未恢復(fù)壓板、軟壓板功能失效、檢修壓板節(jié)點(diǎn)故障以及壓板狀態(tài)未及時(shí)上傳。

（4）“報(bào)文有效性判斷”這一功能由軟件實(shí)現(xiàn)，需要使用報(bào)文品質(zhì)信息針對(duì)報(bào)文有效性進(jìn)行判斷。該功能的準(zhǔn)確性取決于此前測(cè)試的嚴(yán)密性。具體存在以下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：裝置“報(bào)文有效性判斷”功能失效。

（5）針對(duì)智能站的技術(shù)特點(diǎn)，信息的一些特性也會(huì)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。具體存在以下風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：采樣板件故障、采樣通道失效、同步對(duì)時(shí)錯(cuò)誤或者失去對(duì)時(shí)源、守時(shí)原理有誤、合并單元失步時(shí)間大于守時(shí)時(shí)間、合并單元的額定延時(shí)誤差較大、交換機(jī)的延時(shí)誤差較大以及報(bào)文的同步標(biāo)志位的狀態(tài)不能動(dòng)態(tài)反映報(bào)文的同步狀態(tài)。

4 結(jié) 論

對(duì)智能變電站繼電保護(hù)信息傳遞模式進(jìn)行研究，分析智能變電站站內(nèi)信息交互途徑，闡述途徑內(nèi)存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。分析所得危險(xiǎn)點(diǎn)涵蓋面廣，針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)各個(gè)方面，專業(yè)性強(qiáng)，因此運(yùn)檢人員需針對(duì)重要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)把控，從而提高繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。